Над катализатором при повышенном давлении и высокой температуре

    КАТАЛИЗАТОРЫ, ТРЕБУЮЩИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИИ И(ИЛИ) ПОВЫШЕННОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ [c.31]

    Интенсификация. Увеличение масштабов химических производств требует резкого повышения интенсивности и эффективности производственного оборудования. В больпшнстве случаев это достигается путем интенсификации технологических процессов за счет применения более высоких давлений и повышенных температур, увеличения скоростей, реализации более активных катализаторов и их рационального исиользования, улучшения гидравлических режимов в аппаратах и т. п. В настоящее время есть обо- [c.27]

    При 630° и 1 ата равновесное превращение этилбензола равно 84%. При 0,1 ата оно повышается до 98%. Повышение температуры сдвигает равновесие вправо, но при этом этилбензол и стирол становятся термически неустойчивыми и крекируются в бензол и толуол. Низкое давление, необходимое для высокой степени превращения при 630°, достигается не работой под вакуумом, а применением водяного пара как инертного разбавителя. Применение водяного пара имеет и другие преимущества. Во-первых, пар предотвращает отложение угля на катализаторе, так как конвертирует элементарный углерод в водяной газ. Во-вторых, требующуюся для реакции высокую температуру паров этилбензола можно получить, не нагревая их в теплообменнике, что привело бы к нежелательным последствиям, а [c.260]

    Как основное достоинство термических процессов переработки ТНО следует отметить меньшие, по сравнению с каталитическими процессами, капитальные вложения и эксплуатационные затраты. Главный недостаток, существенно ограничивающий масштабы их использования в нефтепереработке, — ограниченная глубина превращения ТНО и низкие качества дистиллятных продуктов. Значительно более высокие выходы и качество дистиллятных продуктов и газов характерны для процессов каталитического крекинга. Однако для них присущи значительные как капитальные, так и эксплуатационные затраты, связанные с большим расходом катализаторов. Кроме того, процессы каталитического крекинга приспособлены к переработке лишь сравнительно благоприятного сырья — газойлей и остатков с содержанием тяжелых металлов до 30 мг/кг и коксуемостью ниже 10 % масс. В отношении глубины переработки ТНО и качества получающихся продуктов более универсальны гидрогенизационные процессы, особенно гидрокрекинг. Но гидрокрекинг требует проведения процесса при чрезмерно высоких давлениях и повышенных температурах и, следовательно, наибольших капитальных и эксплуатационных затратах. Поэтому в последние годы наблюдается тенденция к разработке процессов промежуточного типа между термическим крекингом и каталитическим гидрокрекингом, так называемых гидротермических процессов. Они проводятся в среде водорода, но без применения катализаторов гидрокрекинга. Очевидно, что гидротермические процессы будут несколько ограничены глубиной гидропереработки, но лишены ограничений в отношении содержания металлов в ТНО. Для них характерны средние между термическим крекингом и гидрокрекингом показатели качества продуктов и капитальных и эксплуатационных затрат. Аналоги современных гидротермических процессов использовались еще перед второй мировой войной для ожижения углей, при этом содержащиеся в них металлы частично выполняли роль катализаторов гидрокрекинга. К гидротермическим процессам можно отнести гидровисбрекинг, гидропиролиз, дина-крекинг и донорно-сольвентный крекинг. [c.606]

    Приведенные в табл. 22 данные показывают, что при атмосферном давлении, даже при невысоких температурах, содержание аммиака в равновесной смеси очень мало, но с повышением давления оно быстро возрастает. Судя по р а в н о в е с н ы м составам, было бы выгоднее пользоваться для синтеза аммиака невысокими температурами и высокими давлениями. Однако наряду с этим необходимо учитывать еще и скорость реакции. При невысоких температурах скорость этой реакции практически равна нулю, и применением катализаторов тоже не удается добиться ее осуществления. С повышением температуры скорость реакции начинает возрастать, но при умеренном повышении ее (до 400— 500° С) удается достигнуть скоростей, требующихся для технологии, только при использовании весьма активных катализаторов, если не обращаться к сверхвысоким давлениям — выше 1000 атм. [c.185]

    Высказанное выше положение о зависимости между температурой процесса винилирования, точкой кипения соответствующего спирта и необходимым применением повышенного давления ацетилена относится к синтезу виниловых эфиров жидкофазным методом. При проведении этого синтеза в паровой фазе пропусканием ацетилена в смеси с парами спирта над нагретыми твердыми щелочами хотя и не требуется повышенное давление ацетилена, но требуется более высокая температура процесса, отчасти в связи с весьма малой продолжительностью соприкосновения реагирующих веществ с катализатором. Эти синтезы осуществляются в паровой фазе при помощи пропускания смеси паров спиртов или фенолов с ацетиленом над нагретыми катализаторами, состоящими из щелочи [5] и цинковых или кадмиевых солей органических кислот [6], нанесенных на различные носители. [c.15]

    Под атмосферным давлением олефины можно гидрировать при температурах около 00—550° С. За этим пределом преобладает дегидрирование. Применение давления и катализатора дает возможность провести процесс гидрирования при комнатной температуре и даже ниже те же условия требуются для доведения до минимума дегидрирования при более высоких температурах. Гидрирование особенно усиливается при повышении давления. Довольно широкий ряд металлов относится к активным катализаторам гидрирования. Наиболее интересны никель, палладий, платина, кобальт, железо, активированная никелем медь. Первые три из них, будучи приготовлены специальным образом, активны при комнатной температуре и атмосферном давлении. Металлические катализаторы легко отравляются серо -мышьяксодержащими [c.89]

Читайте также:  Если повышенное давление можно курить

    Еще хуже положение с реакциями связывания молекулярного азота. Пока известен всего лишь единственный габеровский метод прямого каталитического связывания азота, требующий высоких давлений и повышенных температур О 400° С). Целое пятидесятилетие поиски других каталитических реакций азота были безуспешными. Только в последние годы в связи с моделированием процессов биокаталитического связывания азота с помощью металлоорганичееких комплексов азота в этом направлении получены обнадеживающие результаты [3—6]. Однако до сих пор не осуществлен ни один реальный процесс непрерывного каталитического перевода азота с помощью искусственных катализаторов в неорганические или органические соединения без применения высоких давлений и температур. [c.9]

    Как г идно из рис. 146, при повышении температуры равновесная концентра- g ция к-бутана резко падает, содержание н-бутиленов проходит через макси- д д мум, а количество бутадиена растет, температура,к но не столь значительно, ввиду одновременного образования водорода на обеих стадиях. Эти данные показывают, что для одностадийного процесса следует выбирать более высокую температуру, чем на первой стадии дегидрирования парафинов, и пониженное парциальное давление реагентов. Кроме того, требуется катализатор, который соответствующим образом ускорял бы обе реакции дегидрирования (например, алюмо-хро-мовыи). Поскольку при работе с этим катализатором нельзя использовать водяной пар в качестве разбавителя, был разработан процесс, идущий при пониженном давлении (0,015—0,02 МПа) и температуре 580—600°С (средняя между оптимальными для первой и второй стадии дегидрирования парафинов). Из-за применения вакуума реакторы с движущимся катализатором оказались не-пригсдными для одностадийного процесса. Сильное отложение кокса н необходимость частой регенерации контакта обусловили испо/ьзование регенеративной системы Гудри. [c.495]

    Поскольку дегидрирование происходит с увеличением объема реакционной смеси, повышению выхода продуктов благоприятствует не только увеличение температуры, но также понижение давления [1, 3, 4]. Так, например, при понижении давления от 1 до 0,01 бар равновесный выход бутиленов при дегидрировании н-бутана на алюмо-хромовом катализаторе при 627° С увеличивается от 38,5 до 90,7% [4]. По расчетам Фридштейна с сотрудниками 15], при каталитическом дегидрировании изопентана можно получить значительные выходы изоамиленов и изопрена лишь при температуре выше 550° С и давлении ниже 0,3 бар при 602° С и 100 торр возможно почти полное дегидрирование изопентана — выход изоамиленов 51,7%, изопрена — 46,5% [6]. Процесс дегидрирования проводят и при более высоких давлениях. Однако это снижает равновесный выход продуктов. Поэтому повышение давления требует применения более высоких температур. [c.148]

    Этилен может быть получен при крекинге нефти или из этилового спирта. Полимеризацию этилена проводят в автоклавах при температуре 200° и давлении 1500 атм в присутствии следов (0,01%) кислорода, играющего роль катализатора. Полиэтилен с молекулярным весом 15 000 перерабатывают на волокно, продавливая его расплав при температуре 300° через отверстия фильеры диаметром 0,1 мм в среду охлаждающего газа. Сформованное волокно подвергают шестикратной вытяжке на холоду. Волокно может быть получено не только из расплава, но и из раствора, однако ограниченная растворимость полиэтилена в таких растворителях, как бензол или ксилол, требует применения при растворении высоких температур. Формование волокна из расплава имеет значительные преимущества перед методом переработки горячих растворов. Если молекулярный вес полиэтилена равен 6000, то прочность получаемого волокна составляет 4,5 р. км повышение молекулярного веса до 21 ООО приводит к увеличению разрывной длины волокна до 27 км. Волокно из полиэтилена выпускается в Англии под названием курлен. В США волокно из полиэтилена выпускается под названием ривон и вайнен 1. [c.419]

    Процессы гидрогенизации при нормальном давлении не нашли применения в нефтепереработке, так как требуют очень нежных катализаторов (легко отравляемых сернистыми и другими вредными соединениями, всегда присутствующими в нефтепродуктах). При высокой температуре повышенное давление водорода не только предохраняет ароматические углеводороды от конденсации, но даже способствует разложению высококонденсированных ароматических углеводородов. Гндрогенизационные процесссы протекают в присутствии катализаторов при 250—480°С, 3—32 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,5—10 ч и циркуляции водородсодержащего газа 160—900 м /м сырья . При этом происхо- [c.204]

Смотреть страницы где упоминается термин Катализаторы, требующие применения высоких давлений и (или) повышенной температуры:

Читайте также:  Снять повышенное сердечное давление

[c.179]   

[c.122]   

[c.529]   

[c.350]   

[c.263]   

Источник

Zn + H2SO4 ® ZnSO4 + H2

Из реакции следует

.

Откуда

.

Тогда для первой реакции:

.

А для второй

.

Очевидно

.

Следовательно, перевесит чашка, в которую бросили цинк.

Ответ: перевесит чашка с цинком

Задача 2. Определение молекулярной формулы вещества

При сжигании 2,3 г вещества образовалось 4,4 г оксида углерода (IV) и 2,7 г воды. Плотность паров этого вещества по воздуху 1,59. Определите молекулярную формулу и напишите структурные формулы веществ, учитывая явление изомерии.

Решение:

1. Определим массу углерода в веществе по известной массе образовавшегося оксида углерода (IV):

n = 1 моль n = 1 моль

M = 44 г/моль A = 12 г/моль

m = 44 г m = 12 г

В 44 г CO2 содержится 12 г С,

В4,4 г CO2 содержится m г С

г углерода.

2. Определим массу водорода в веществе по известной массе образовавшейся воды:

n = 1 моль n = 2 моль

M = 18 г/моль M = 1 г/моль

m = 18 г m = 2 г

В 18 г H2O содержится 2 г Н,

в 2,7 г H2O содержится m г Н

г водорода.

3. Определим, входят ли в состав вещества кислород:

m(вещества) = m(С) + m(Н) + m(О);

m(О) = m(вещества) – m(С) – m(Н), m(О) = 2,3 – 1,2 – 0,3 = 0,8 г

4. Найдем отношение числа атомов углерода и водорода в формуле вещества Оz:

x:y:z =2:6:1, C2H6O — этиловый спирт и диметиловый эфир

Задача 3. Сравнение реакционной способности

Сравните реакционную способность атомов водорода в изопентане у первичного, вторичного и третичного атомов углерода, если при хлорировании изопентана образовалась следующая смесь изомерных монохлорпроизводных: 30% 2-метил-1-хлрбутан; 15% 3-метил-1-хлорбутана, 33% 3-метил-2-хлорбутана и 22% 2-метил-2-хлорбутана.

Решение:

В молек – у вторичных и один — у третичного атамов углерода. Частное от деления массовой хлорпроизводного продукта на число соответствующих атомов водорода и является показателем реакционной способности атомов водрода при первичном, вторичном и третичном атомах улерода.

Реакционная способность при первичных 45:9 =5

Реакционная способность при вторичных 33:2 =16,5

Реакционная способность при третичных 22:1 =22

Самый реакционно-способный атом водорода при третичном углероде

Задача 4. Полимер

Этот уникальный полимер (X) был открыт в был открыт в апреле 1938 года 27-летним учёным-химиком Роем Планкеттом, который случайно обнаружил, что закачанное им в баллоны под давлением газообразное вещество А полимеризовалось в белый парафиноподобный порошок.

В настоящий момент основное назначение вещества А – получение полимеров данного класса. Само вещество получено при действии фтороводорода на газообразный хлороформ с последующим пиролизом образующегося промежуточного вещества B

Сам полимер Х и родственные ему полимеры обладают поразительной химической инертностью. Он не реагирует с концентрированными растворами щелочей, кислот и даже с царской водкой. При слабом нагревании Х способен реагировать только с расплавами щелочных металлов и фтором. Другими полезным свойством Х является способность несмачиваться как водой так и органическими веществами. Эти свойства и определяют область использования Х.

Хотя Х имеет довольно высокую для органических полимеров температуру плавления (327ºС) при температурах выше 200ºС он начинает медленно разлагаться с выделением токсичных веществ C и D. Вещество С особенно токсично для птиц. Выделение данного вещества при перегреве изделий, содержащих покрытие из Х часто становится причиной гибели домашних птиц (например, волнистых попугаев).

Вещество

A

B

C

D

X

Молекулярная масса

100 г/моль

86,5 г/моль

414 г/моль

200 г/моль

– г/моль

Вещества A, D, X состоят только из двух элементов, а вещества B и С из четырех. Вещество С является сильной одноосновной кислотой.

1) Напишите формулы веществ А,B, C, D и Х. Как называется вещество Х?

2) Напишите уравнения получения и полимеризации A.

3) Рассчитайте степень полимеризации X.

4) Объясните смысл фразы «c алмазным сердцем и шкурой носорога»

5) Напишите уравнения в результате которых получаются С и D.

6) В каких изделиях в быту используются покрытия из Х?

7) Несмотря на химическую инертность Х при низких температурах, при температуре выше 500º Х интенсивно реагирует с порошком магния, это свойство используется в некоторых зажигательных смесях. Напишите уравнение данной реакции.

Решение:

1) А — C2F4, M = 100 г/моль

В — СF2HCl, M = 86,5 г/моль

C — C7F15COOH, M = 414 г/моль, Перфтороктановая кислота

D — C4F8, M = 414 г/моль, перфторизобутилен

Х – политетрафторэтилен

2) 2HF + CHCl3 = CF2HCl + 2HCl

2CF2HCl (пиролиз) → C2F4 + 2HCl

3) h = 1000 = 5000

4) инертное вещество с малым коэффициентом трения

5) –CF2-CF2- + 6Mg (500 °С) → 2Mg2C + 2 MgF2 (зажигательные смеси)

Читайте также:  Повышенное давление постоянно при глаукоме или нет

Олимпиадное задание для 9 класса

Задача 1. Определение формулы вещества

Определите химическую формулу вещества, при сжигании которого в кислороде образовалось 3,6 мл воды и 2,24 л азота (при нормальных условиях). Относительная плотность паров исходного вещества по водороду равна 16.

Решение

Поскольку при сгорании вещества в кислороде образуются вода и азот, то в состав этого вещества входят водород и азот.

Находим массу водорода в 3,6 мл Н2О:

М (Н2О) = 1 × 2 + 16 = 18 г/моль, т (Н2О) = 18 г,

3,6 мл воды имеют массу 3,6 г, так как плотность воды равна 1 г/мл.

18 г Н2О содержат 2 г водорода,

3,6 г Н2О содержат х г водорода,

18 : 3,6 = 2 : х, х = = 0,4 г.

Находим массу азота:

М (N2) = 28 г/моль, т (N2) = 28 г.

Согласно закону Авогадро 1 моль азота имеет массу 28 г (при н. у.) и занимает объем 22,4л:

22,4 л азота имеют массу 28 г,

2,24 л азота имеют массу х г,

22,4 : 2,24 = 28 : х, х = = 2,8 г.

Количества веществ атомарных водорода и азота составят:

= 0,4 моль,

= 0,2 моль.

Находим отношение количеств веществ водорода и азота в соединении:

п (H): п (N) = 0,4 : 0,2 = 2 : 1.

Следовательно, общая формула соединений, отвечающих этому соотношению, – (NH2)п. Для нахождения п воспользуемся дополнительным условием:

D(H2) = М/2 = 16, М = 32.

Следовательно, (14 + 2) п = 32, откуда п = 2.

Ответ: вещество имеет формулу H2N – NH2 (гидразин

Задача 2. Регенерация воздуха

Одним из самых простых способов регенерации воздуха в замкнутых пространствах (космические корабли, подводные лодки) является перевод выдыхаемого углекислого газа в кислород. Для этого используются надпероксиды щелочных металлов, чаще всего калия. Надпероксиды поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Кроме того, они могут реагировать и с парами воды, давая дополнительное количество кислорода.

1) Напишите уравнение реакций образования надпероксида калия, его реакций с водой, с углекислым газом.

2) Почему из всех надпероксидов используется в основном надпероксид калия?

3) Определите какое количество (массу) надпероксида калия потребовалось бы загрузить в подводную лодку отправляющуюся в подводное плавание на месяц (30 суток), если известно что экипаж лодки состоит из 10 человек и каждый человек за сутки выдыхает около 500 л углекислого газа

4) Почему вместо чистого надпероксида калия практически всегда используется его смесь с пероксидом калия?

Решение

1) 4KO2 +2CO2 = 2K2CO3 + 3O2

4KO2 +2H2O = 4KOH + 3O2

2) Первый из Ме, который при сгорании дает надперекись, больше молей кислорода выделяет при регенерации

3) 10·500·30 = 1,5·105 л

ν(CO2) = 2(1,5·105/22,4) = 6696 моль

m(CO2) = 6696·71,1 = 476100 г или 476 кг

4) При сгорании на воздухе образуется надперекись с примесью перекиси

Задача 3. Определение состава газовой смеси

Над катализатором при повышенном давлении и высокой температуре пропущена смесь, состоящая из 15 л водорода и 15 л азота. Какие газы и в каком объемном отношении будут находиться в реакционной смеси после протекания реакции, если выход основ­ного продукта составляет 50% от теоретического?

Решение

Запишем уравнение реакции и над формулами веществ проставим известные и неизвестные величины с размерностями:

15 л 15л х л

N2 + 3H2 D 2NH3.

Рассчитываем объемы 1 моль азота, 3 моль водорода и 2 моль ам­миака при нормальных условиях и проставляем эти величины под соответствующими формулами:

15 л 15л х л

N2 + 3H2 D 2NH3.

22,4 л 67,2 л 44,8 л

Чтобы определить по уравнению реакции теоретический выход аммиака, надо знать какой из газов – азот или водород – прореагирует полностью:

15 : 22,4 > 15 : 67,2.

Азот взят в избытке, и дальнейшие расчеты выхода аммиака будем вести по водороду:

при взаимодействии 67,2 л Н2 образуется 44,8 л NH3,

при взаимодействии 15 л Н2 образуется х л NH3,

67,2 : 15 = 44,8 : х, х = = 10 л

– это теоретический выход аммиака. Определим практический выход аммиака:

j = Vпрак/Vтеор, Vпрак = j×Vтеор = 0,5 × 10 л = 5 л

– это практический выход аммиака, рассчитаем, сколько азота и водорода израсходовано при этом.

При взаимодействии 67,2 л Н2 образуется 44,8 л NH3,

при взаимодействии х л Н2 образуется 5 л NH3,

67,2 : х = 44,8 : 5, х = = 7,5 л.

При взаимодействии 22,4 л N2 образуется 44,8 л NH3,

Над катализатором при повышенном давлении и высокой температуре

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:

1 2 3

Источник